電渦流測功機發(fā)動(dòng)機轉速不穩什么原因

　　電渦流測功機的常見(jiàn)故障之一就是發(fā)動(dòng)機方面的問(wèn)題，今天來(lái)來(lái)說(shuō)說(shuō)電渦流測功機發(fā)動(dòng)機轉速不穩什么原因

　　一、測功機發(fā)動(dòng)機系統的恒轉速控制

　　測功機恒轉速控制就是通過(guò)轉速閉環(huán)控制來(lái)改變電渦流測功機的自然特性，使它的負荷特性變?yōu)楹戕D速特性，如果系統偏離平衡點(diǎn)，由于轉速閉環(huán)的控制，使得測功機勵磁電流相應發(fā)生變化，即測功機負荷特性從一條自然特性曲線(xiàn)跳轉到另外一條自然特性曲線(xiàn)，進(jìn)而使系統返回平衡點(diǎn)。

　　二、低轉速不穩定點(diǎn)的原因分析

　　根據測功機恒轉速控制的分析，可以發(fā)現，雖然通過(guò)恒轉速閉環(huán)控制對測功機自然特性進(jìn)行改造，但測功機發(fā)動(dòng)機系統穩定運行時(shí)，如果發(fā)動(dòng)機瞬時(shí)扭矩轉速波動(dòng)率大于電渦流測功機轉速閉環(huán)調節率，測功機仍然是通過(guò)它的自然特性曲線(xiàn)與發(fā)動(dòng)機保持平衡的。

　　此時(shí)，如果在某些工況點(diǎn)下發(fā)動(dòng)機的扭矩特性與測功機自然特性存在不穩定或半穩定點(diǎn)，則系統將在該點(diǎn)附近進(jìn)行頻繁地調節。轉速閉環(huán)雖然可以在一定程度上使系統回復到平衡點(diǎn)，但由于測功機勵磁電流加載的滯后，使得系統在這種工況點(diǎn)上的穩定性不如其它穩定工況點(diǎn)。

　　三，同時(shí)，一般的汽油機在低轉速、中高負荷工作時(shí)，由于氣缸內燃燒很不充分，使輸出扭矩波動(dòng)過(guò)大，進(jìn)而導致發(fā)動(dòng)機扭矩轉速曲線(xiàn)在小范圍內呈現無(wú)規則變化。當dMe/dn，即扭矩轉速變化率接近或者大于測功機的扭矩調解率時(shí)，將導致系統轉速控制的不穩定。

　　從上述理論分析中可以得出，對于這種現象最根本的解決辦法就是盡可能地提高系統的扭矩調節響應速度，即提高dMe/dn。對于系統來(lái)說(shuō)需要從測功機和控制器兩個(gè)方面分別考慮。測功機方面可以考慮選取勵磁響應即扭矩加載響應更快的測功機;控制器方面應該進(jìn)一步改進(jìn)勵磁電流回路以及相應程序的控制算法。由于條件限制，只進(jìn)行了控制器方面的改進(jìn)。

　　四、控制器改進(jìn)及試驗結果

　　考慮控制器電路板布局方面的改進(jìn)，減少對信號的干擾。設計中優(yōu)先考慮電磁兼容問(wèn)題，在對MCU進(jìn)行模塊劃分后，對帶噪聲和不帶噪聲信號的功能模塊進(jìn)行了有效的隔離，能夠滿(mǎn)足嚴格的電磁兼容性要求。為了在保證電磁兼容性要求下提高控制核心的通用性，采用了數字核心電路與母板分離的模塊化方案，經(jīng)過(guò)電磁兼容考慮優(yōu)化的測控部分電路布局。

　　同時(shí)對勵磁電流回路進(jìn)行改進(jìn)。由于本系統采用大功率MOSFET作為直流斬波器件，通過(guò)MC9S12DP256輸出的PWM信號進(jìn)行勵磁電流控制，因此測功機勵磁線(xiàn)圈中為脈沖電流。系統采用LEM公司電流傳感器LA58-P進(jìn)行電流信號的測量，LA58-P為霍爾型電流傳感器，采用非接觸方式測量，具有無(wú)插入損失、精度高、響應頻帶寬和抗干擾能力強等特點(diǎn)，非常適合于工業(yè)控制現場(chǎng)應用。LA58-P將脈沖電流信號轉變?yōu)槊}沖電壓信號，在進(jìn)入A/D轉換模塊前，需要對脈沖信號進(jìn)行有效值計算。為了提高系統響應時(shí)間及測量精度，設計中采用了真有效值芯片MX536，此芯片自帶低通濾波器，應用簡(jiǎn)單方便。MX536輸出信號再通過(guò)一級電壓跟隨增強其驅動(dòng)能力，最后進(jìn)入系統A/D轉換模塊。

　　在上述硬件改進(jìn)的基礎上，再進(jìn)行PID的重新整定。系統采用分段PID控制，整定的順序由低差值段到高差指段。

　　整定的原則如下：

　　(1)低差值段的PID參數要求動(dòng)態(tài)響應速度足夠快，在控制對象發(fā)生擾動(dòng)時(shí)能快速控制回到目標設定值。

　　(2)最低差值段的PID參數即為穩態(tài)控制的PID參數，要求穩態(tài)控制精度高，在此基礎上響應速度越快越好。

　　(3)高差值段的PID參數要求超調盡量小，保證階躍調整過(guò)程中不引發(fā)振蕩。

　　(4)每一段的參數之間相互承接，每一段的PID參數都要參與系統的調整。這可根據調整周期、PID輸出的計算公式以及每段的最大差值進(jìn)行計算得出參數上限。在具體調試中，可根據實(shí)際控制對象以及所需目標控制效果進(jìn)行相應的調整。

　　五、結論

　　從上述試驗結果分析可知，所選配的國產(chǎn)扭振減振器與發(fā)動(dòng)機曲軸軸系匹配合理，能起到很好的扭振減振作用。

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